聯系觀原理在高中生物學教學中的應用

趙玉 徐小穎

摘?要：本文以生物膜系統的化學組成、結構和功能的聯系為例，介紹聯系的普遍性和多樣性原理在高中生物學教學中的應用。

關鍵詞：聯系觀;生物膜系統;高中生物學

世界上的一切事物都處在普遍聯系之中，沒有任何一個事物孤立地存在，整個世界就是一個普遍聯系的統一整體。聯系觀要求在觀察事物和處理問題時，堅持聯系、反對孤立的觀點。生物學課程標準提出生物學包括人類認識自然現象和規律的一些特有的思維方式，注重與人文社會學科的聯系。

一、 聯系觀的原理及方法論

（一）聯系的普遍性和多樣性

生命系統內部結構和功能之間、生命系統之間、生命系統與無機環境之間的具有直接或間接的聯系，生命系統是統一整體，生命系統與無機環境也構成了統一整體，生命系統不能單獨存在，各種細胞結構和功能之間是緊密聯系的，共同執行細胞的各項生命活動。這些聯系是客觀存在的，具有一定的規律性。在分析生命現象或規律、解決生物學問題的過程中，善于運用聯系的普遍性、客觀性原理，討論生命系統各組成部分、生命系統與無機環境之間的聯系，從多個角度進行思考和分析，避免用孤立、片面的觀點分析。

由于生命現象的獨特性和規律性，生命系統內部及外部之間聯系的途徑、形式、媒介等多種多樣，聯系在普遍性基礎上具有差異性。分析不同生命現象或規律時，要考慮生命系統內、外聯系的特殊性和多樣性。

二、 “細胞的生物膜系統”教材分析

“細胞的生物膜系統”這一節是在高一學生對細胞器的形態結構和功能學習的基礎上進行的延伸性教學，著重介紹了生物膜系統的組成以及分泌蛋白的合成與運輸過程，體現細胞各部分結構之間相互聯系、協調一致，共同執行細胞的各項生命活動的過程。

三、 “細胞的生物膜系統”教學設計

（一）教學環節1：生物膜系統在組成成分上的聯系

教學情境：展示細胞膜的結構示意圖，引出生物膜的物質組成和結構特點。

師：同學們能否說出細胞膜的化學組成和結構？其他生物膜與細胞膜相比，化學組成和結構一樣嗎？是否具有一定的聯系？能否從聯系觀的角度理解生物膜系統？

生1：我通過回顧細胞膜的組成和結構，得知細胞膜主要是由脂質和蛋白質組成，膜外還有2%～10%的糖類，結構特點為流動鑲嵌模型。

生2：我發現細胞膜能與小泡融合實現胞吞胞吐，根據相似相溶的原理，說明細胞膜與其他生物膜在化學組成和結構上大致相同，都主要由脂質、蛋白質和少量糖類組成，結構為流動鑲嵌模型。

生3：我們經過討論，認為生物膜上的化合物成分是相同的，但是不同的細胞膜的物質組成成分有差異，推理不同類型的生物膜之間的組成成分的含量有差異，如代謝旺盛的生物膜（如線粒體內膜），蛋白質含量高;與細胞識別有關的生物膜（如細胞膜），糖類含量高。

師：細胞器膜、細胞膜和核膜等生物膜結構，因為在化學組成和膜結構上具有一定的相似性而形成的統一整體，叫作生物膜系統，這是生物膜在物質間的聯系性。如大腸桿菌等原核生物，只有細胞膜的存在，未形成統一整體，因此沒有生物膜系統。不同的生物膜普遍具有磷脂雙分子層，但組成成分含量具有差異，完成不同的生命活動，體現聯系的多樣性。

設計意圖：聯系的普遍性體現在高中生物學具體知識內容中，任何一個知識點的內容都與其他知識點內容之間有著直接或間接的聯系，沒有割裂的、單獨存在的生物學知識。高中生物學各個模塊之間、各個主題之間、各個章節之間都有知識或科學方法的聯系。在本節中生物膜系統的成分就聯系到了細胞膜成分的相關知識，理解同一類物質在成分上的相似性。我們教學聯系其他知識點需要考慮學生的認知水平，需要教師的點撥，但是不能超越學生的實際水平，避免為了聯系而聯系。

（二）教學環節2：生物膜在結構上的聯系

教學情境：展示動物細胞的結構示意圖，引出生物膜在結構上的直接或間接聯系。

師：內質網在細胞中是單獨存在的嗎？與其他細胞結構間有什么聯系嗎？

生4：通過圖片資料學習可得內質網膜與外層核膜直接聯系，內質網腔與內外層核膜之間的腔彼此相通。在某些細胞內還可以看見內質網膜和細胞膜是直接相連的。有的細胞的內質網膜與線粒體外膜直接連接。

師：高爾基體并沒有與其他具膜的結構相連接，那它與其他細胞器還有聯系嗎？

生5：高爾基體并沒有與其他具膜的細胞結構直接相連，它們之間是通過囊泡聯系。生物膜具有流動性的特點，內質網通過小泡移動到高爾基體，與高爾基體融合;高爾基體膜又可形成小泡，移動到細胞膜與細胞膜融合。

師：細胞是一個統一的整體，生命系統內部各結構間不能割裂獨立存在。生物膜系統結構上的聯系分為直接聯系和間接聯系兩種。直接聯系就是兩種具膜生物結構直接接觸產生的聯系，包括核膜和內質網膜之間的聯系、內質網膜和細胞膜之間的聯系、內質網膜和線粒體之間的聯系。間接聯系是通過具膜細胞結構出芽或內陷形成小泡相連，主要的是高爾基體與內質網和細胞膜之間的聯系。生命系統的內部各細胞結構可以通過直接或間接聯系在一起，使生命系統構成了一個統一的整體，體現了聯系的普遍性和多樣性。同學們能否用概念圖表示各生物膜之間結構上的聯系呢？

學生展示概念圖（整理后見圖1）。

（三）教學環節3：生物膜在功能上的聯系

情境創設：展示“核糖體上合成的分泌蛋白分泌到細胞外的過程”，引出生物膜在結構與功能、功能與功能間的聯系。

師：3H標記的亮氨酸放射性隨著時間的推移被檢測到的細胞結構依次是什么？這些結構在分泌蛋白形成過程中的作用是什么？這些結構能否產生形成分泌蛋白？

生6：3H標記的亮氨酸放射性被檢測到的場所依次是核糖體→內質網→小泡→高爾基體→小泡→細胞膜→細胞外。

生7：核糖體是合成蛋白質的場所、內質網對初步合成的多肽進行加工（糖基化等），小泡轉運多肽至高爾基體，高爾基體對蛋白質進行裝配、包裝和發送，小泡裝運包裝好的蛋白質至細胞膜，與膜融合后釋放蛋白質。內質網、高爾基體、細胞膜等細胞結構各自具有獨特的功能，不能單獨合成分泌蛋白。

師：同學們能否根據分泌蛋白的形成過程，分析說明細胞是一個統一整體？請同學們先進行組內討論，說出自己的認識，形成共識后組外交流。

生8：核糖體、內質網、高爾基體在蛋白質合成和加工過程中承擔各自的作用，通過囊泡將蛋白質合成過程中中間產物的轉移、生物膜的融合等緊密聯系在一起，體現細胞是一個統一整體。

師：細胞是基本的生命系統，各種細胞結構在物質代謝、能量代謝等方面是普遍聯系的，細胞的生命活動需要能量，分泌蛋白的合成及運輸的過程需要線粒體這個“動力站”提供能量。

學生展示概念圖（整理后見圖2）。

師：由此可見，各生物膜在化學組成、結構和功能上相互聯系，協調一致，共同完成生命的各項活動。

設計意圖：聯系的多樣性表現生物之間或生命活動規律之間的直接聯系、間接聯系、內部聯系和外部聯系、本質聯系和非本質聯系、必然聯系和非必然聯系等。分泌蛋白的形成過程體現了生物膜系統在結構和功能方面的直接和間接聯系。從形成的結構入手，讓學生分析每一結構對應的功能以此來判斷蛋白質的形成過程，形成完整的概念圖，重視學生的自主學習。

四、 哲學原理的應用

【例1】?研究表明，內質網膜與核膜、細胞膜以某種方式相聯系。這種結構特點表明內質網的重要功能之一是（ ）

A. 擴展細胞內膜，有利于酶的附著

B. 提供細胞內物質運輸的通道

C. 提供核糖體附著的支架

D. 參與細胞內的某些代謝活動

分析：細胞各種結構之間由于物質和能量代謝聯系在一起，聯系具有普遍性，結構方面的聯系是為了保證生命活動的正常進行，內質網膜與核膜、細胞膜以某種方式相聯系，形成了生物膜系統，共同完成細胞作為生命系統整體的生理活動，體現細胞結構和功能具有統一性，而不是內質網獨立執行某項生理功能，如選項A、C、D。

答案：B

生命系統內部物質之間、結構之間、結構與功能、功能與功能之間是普遍聯系的，物質組成結構，結構之間相互影響、轉化，結構決定功能，共同完成生命的各項活動，體現細胞是一個統一的整體。

（通訊作者：徐小穎）

參考文獻：

[1]蔣選榮.新時代高中生物學教學的哲學建構[J].教學與管理，2019（10）：53-55.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017版）[M].北京：人民教育出版社，2017.

[3]蔣選榮.在高中生物學教學中哲學方法論應用的思考[J].基礎教育研究，2018（9）：5-9+1.

作者簡介：

趙玉，徐小穎，江蘇省揚州市，揚州大學生物科學與技術學院。